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EP0818678A2 - Prüfvorrichting und Verfahren zur zerstörungsfreien Werkstoff-prüfung - Google Patents

Prüfvorrichting und Verfahren zur zerstörungsfreien Werkstoff-prüfung Download PDF

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Publication number
EP0818678A2
EP0818678A2 EP97111047A EP97111047A EP0818678A2 EP 0818678 A2 EP0818678 A2 EP 0818678A2 EP 97111047 A EP97111047 A EP 97111047A EP 97111047 A EP97111047 A EP 97111047A EP 0818678 A2 EP0818678 A2 EP 0818678A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
test device
magnets
coil
frequency coil
workpiece
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP97111047A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Rainer Dipl.-Ing. Meier
Dieter Dipl.-Phys. Lingenberg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP0818678A2 publication Critical patent/EP0818678A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/24—Probes
    • G01N29/2412—Probes using the magnetostrictive properties of the material to be examined, e.g. electromagnetic acoustic transducers [EMAT]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B06—GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS IN GENERAL
    • B06B—METHODS OR APPARATUS FOR GENERATING OR TRANSMITTING MECHANICAL VIBRATIONS OF INFRASONIC, SONIC, OR ULTRASONIC FREQUENCY, e.g. FOR PERFORMING MECHANICAL WORK IN GENERAL
    • B06B1/00—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency
    • B06B1/02—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy
    • B06B1/04—Methods or apparatus for generating mechanical vibrations of infrasonic, sonic, or ultrasonic frequency making use of electrical energy operating with electromagnetism
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04—Wave modes and trajectories
    • G01N2291/042—Wave modes
    • G01N2291/0421—Longitudinal waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04—Wave modes and trajectories
    • G01N2291/042—Wave modes
    • G01N2291/0422—Shear waves, transverse waves, horizontally polarised waves

Definitions

  • the invention relates to a test device and a Process for non-destructive material testing with electrodynamic generated ultrasonic waves.
  • Ultrasonic testing is a non-destructive process Material testing with ultrasound to find Cracks, inclusions, inhomogeneities and other defects.
  • the ultrasound becomes piezoelectric, for example or generated electrodynamically.
  • Ultrasound is used in electrodynamic ultrasound generation generated directly in the test object, so that a coupling medium not applicable.
  • the generation of the ultrasonic vibrations is on the interaction of high-frequency eddy currents with one Magnetic field attributed.
  • the eddy currents are, for example generated by a high frequency coil that is close is brought to the surface of the workpiece.
  • Lorentz forces that the Generate sound waves in the workpiece.
  • the direction of propagation and vibration are identical for the longitudinal wave, whereas for the Transversalwelle the direction of vibration perpendicular to the direction of propagation is.
  • the transverse wave is also called Shear or shear wave denotes and spreads only in fixed Media out.
  • test device is known from patent specification EP 0 579 255 known in which the necessary for sound excitation Eddy currents via one that includes the permanent magnets Magnetic yoke can be induced.
  • the distance between the two pole pieces the magnetic yoke is undesirably large. So that is this test device regarding sound excitation and sound reception its efficiency strongly depends on the material to be tested, e.g. have so far not been used for non-magnetic components achieved satisfactory results. But especially with non-magnetic ones Weld seams and mixed seams is due to the too translucent stem crystals use horizontally polarized waves that can only be generated electrodynamically are particularly suitable.
  • the invention is therefore based on the object of a test device for non-destructive material testing, which efficiently generate and receive ultrasonic waves guaranteed and inexpensive to manufacture is.
  • a method for non-destructive material testing is to be carried out be specified that an efficient generation and receiving ultrasonic waves.
  • the first-mentioned object is achieved according to the invention by a test device for non-destructive material testing with electrodynamically generated ultrasonic waves, a high-frequency coil having an end face perpendicular to the surface of the workpiece being arranged between at least two magnets.
  • the second-mentioned object is achieved according to the invention by a method for non-destructive material testing with electrodynamically generated ultrasound waves, a high-frequency coil having an end face perpendicular to the surface of the workpiece being coupled to the workpiece between at least two magnets.
  • test device is an efficient excitation and Receiving electrodynamically generated ultrasonic waves both ferromagnetic and non-magnetic Workpieces guaranteed.
  • the high frequency coil is over a thin protective layer directly on the workpiece to be tested coupled.
  • the fact that the high-frequency coil between the magnet is arranged there is a simple Possibility of manufacturing and assembling the test device in contrast to the test devices known from the prior art.
  • the magnets and the high frequency coil can thus be arranged next to each other, whereas where the Devices known from the prior art a complicated The components are arranged one above the other. Thereby will also include the cost of making this Device significantly reduced.
  • the coupling surfaces of the magnets and the high-frequency coil are preferably arranged essentially in one plane.
  • a coil core is in the Longitudinal axis of the high-frequency coil arranged.
  • This coil core consists in particular of a soft magnetic material.
  • a soft magnetic material is easily magnetized and Demagnetizable ferromagnetics. With appropriate Material selection, for example for the suitable frequency range of ultrasonic waves, is due to permeability of the coil core a significant signal amplification receiving transverse ultrasonic waves.
  • the coil core is preferably designed as a cylinder or cuboid. With these two configurations of the coil core can be a simple embodiment of the test device realize.
  • the winding of the high-frequency coil arranged close to the coil core can be wrapped, unlike those from the stand test devices known in the art, for example where the high-frequency coil meanders below the permanent magnets is arranged, there are defined coil data.
  • the reproducibility of the properties of the test device significantly improved.
  • the reaction of the material of the workpiece on the electrical properties of the Test equipment are minimized.
  • the high frequency coil is the resonant circuit tuning very stable, with the resonance frequency and also the damping only minimally influenced by the workpiece.
  • the magnets can be permanent magnets or electromagnets be.
  • the 1 comprises a test device 2 two permanent magnets for non-destructive material testing 6 and 8 and a high frequency coil 10.
  • the high frequency coil 10 is parallel with its longitudinal axis 12 a surface 14 of a workpiece 4 between the permanent magnets 6 and 8 coupled to the workpiece 4.
  • the coupling surfaces 50, 52, 54 of the permanent magnets 6, 8 and the high-frequency coil 10 are arranged in one plane.
  • the Longitudinal axis 12 is aligned perpendicular to the plane of the drawing, see above that an end face 58 (and thus also a cross-sectional area) the high-frequency coil 10 in the plane of the drawing and perpendicular to the surface 14 of the workpiece 4.
  • This test device 2 is an efficient excitation and Receiving electrodynamically generated transverse ultrasonic waves 22, 24 guaranteed.
  • the ultrasonic waves 22, 24 spread under the insonification angle 25 in the workpiece 4 from and are both for the study of ferromagnetic as well as of non-magnetic workpieces 4.
  • the high-frequency coil 10 is via a not shown thin protective layer indirectly to the test item Workpiece 4 coupled. Because the high-frequency coil 10 is arranged between the two permanent magnets 6, 8 there is an easy way of making and Assembling the test device 2.
  • the high-frequency coil 10 is connected via the lines 16, 18 a high-frequency electrical alternating current.
  • a coil core 20 arranged from a soft magnetic material.
  • the coil core 20 has it the shape of a cuboid. However, a can also be used as the coil core 20 Cylinders are used.
  • the winding of the high-frequency coil 10 becomes tight arranged the coil core 20.
  • the reproducibility the characteristic properties of the test device 2 significantly improved.
  • the deflection of the particles in the workpiece 4 takes place at the transverse ultrasonic waves 22, 24 perpendicular to the direction of propagation and is described by arrow 26.
  • the Ultrasonic wave 22 generated by the test device 2 in the case of the pulse echo method shown, an inhomogeneity 28 reflected.
  • the reflected ultrasonic wave 24 is in the meantime from the ultrasound generator to Ultrasonic receiver switched test device 2 received.
  • the High-frequency coil rotated 90 ° parallel to surface 14 be so that the permanent magnets 6, 8 on the end faces 58, 60 of the high-frequency coil 10 are arranged.
  • the direction of propagation of the ultrasonic waves 22 is perpendicular to surface 14, i.e. under the insonification angle 25 of 90 °.
  • the permanent magnets 6,8 have an orientation perpendicular to the surface 14 of the workpiece 4. These can also be used as Electromagnets are designed.
  • FIG 2 shows a further test device 2 in a plan view.
  • FIG 1 there are several permanent magnets 6,8,30-40 provided.
  • the permanent magnets are 6,30,34,38 and 8,32,36,40 each on an axis perpendicular to the longitudinal axis 12 of the High-frequency coil 10 on the end face 58 or 60 in a row arranged.
  • the orientation of the permanent magnets 6,8,30-40 is aligned antiparallel to each other. I.e. in other words, a magnetic south pole neighboring north pole and vice versa.
  • test devices shown in Figures 1 and 2 2 can be combined in a suitable manner to form a test head will. I.e. that several of these testers 2 can be arranged behind or next to each other. Here can individual test devices 2 of the test head in a suitable Are controlled in a manner around a predetermined ultrasonic wave profile to obtain.

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Abstract

Bei der vorliegenden Prüfvorrichtung (2) zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung mit elektrodynamisch erzeugten Ultraschallwellen (22, 24) ist eine Hochfrequenz-Spule (10)mit einer zur Oberfläche (14) des Werkstückes (4) senkrechten Stirnfläche (58) zwischen wenigstens zwei Magneten (6, 8; 30-40) angeordnet. Durch diese Maßnahme ist ein effizientes Erzeugen und Empfangen von Ultraschallwellen gewährleistet. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Prüfvorrichtung und ein Verfahren zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung mit elektrodynamisch erzeugten Ultraschallwellen.
Die Ultraschallprüfung ist ein Verfahren der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung mit Ultraschall zum Auffinden von Rissen, Einschlüssen, Inhomogenitäten und anderen Fehlern. Der Ultraschall wird dabei beispielsweise piezoelektrisch oder elektrodynamisch erzeugt.
Bei der elektrodynamischen Ultraschallerzeugung wird der Ultraschall direkt im Prüfling erzeugt, so daß ein Koppelmedium entfällt. Die Entstehung der Ultraschallschwingungen ist auf die Wechselwirkung von hochfrequenten Wirbelströmen mit einem Magnetfeld zurückzuführen. Die Wirbelströme werden beispielsweise durch eine Hochfrequenz-Spule erzeugt, die in die Nähe der Oberfläche des Werkstückes gebracht wird. Durch ein zugleich wirkendes Magnetfeld entstehen Lorentzkräfte, die die Schallwellen im Werkstück erzeugen. Je nach Orientierung von Magnetfeld und wirbelstromerzeugender Spule zueinander können Longitudinalwellen und beliebig polarisierte Transversalwellen angeregt werden. Bei der Longitudinalwelle sind Ausbreitungs- und Schwingungsrichtung identisch, wo hingegen bei der Transversalwelle die Schwingungsrichtung senkrecht zur Ausbreitungsrichtung ist. Die Transversalwelle wird auch als Schub- oder Scherwelle bezeichnet und breitet sich nur in festen Medien aus.
Liegt die Polarisierungsrichtung in der durch die Werkstückoberflächennormale und Ausbreitungsrichtung des Ultraschalls aufgespannten Ebene, spricht man von vertikal polarisierten Transversalwellen. Liegt die Polarisierungsrichtung hingegen senkrecht zu dieser Ebene, spricht man von horizontal polarisierten Transversalwellen. Horizontal polarisierte Transversalwellen lassen sich für die Anwendung in der Prüfpraxis nur durch elektrodynamische Anregung erzeugen.
Mit der elektrodynamischen Ultraschallerzeugung ist eine Prüfung des Werkstückes bei Temperaturen bis etwa 1000 K möglich.
Aus der Patentschrift DE 42 04 643 ist eine Prüfvorrichtung mit senkrecht orientierten Permanentmagneten bekannt, deren Orientierung schachbrettartig wechselt. Als Orientierung wird dabei die Richtung zwischen Nord- und Südpol des Permanentmagneten definiert. Bei dieser Vorrichtung ist die Hochfrequenz-Spule zwischen einer Oberfläche des Werkstückes und den Permanentmagneten mäanderförmig angeordnet. Diese Prüfvorrichtung ist sehr aufwendig herzustellen, da die Sende- bzw. Empfangsspule in ebener Form sehr dünn gewickelt werden muß. Bei den bisher üblichen Prüffrequenzen von ca. 0,7 MHz kann dies nur mit großem Aufwand erfolgen. Für eine Prüfung von dünnwandigen Komponenten und Rohrleitungen sind allerdings Frequenzen zwischen 1 und 2 MHz üblich. Um dies zu erreichen, müssen Permanentmagnet- und Hochfrequenz-Spulenanordnungen entsprechend der Frequenz verkleinert werden. Die reproduzierbare Herstellung solcher Prüfvorrichtungen wird damit sehr aufwendig.
Aus der Patentschrift EP 0 579 255 ist eine weitere Prüfvorrichtung bekannt, bei der die zur Schallanregung erforderlichen Wirbelströme über ein die Permanentmagnete einschließendes Magnetjoch induziert werden. Der Abstand der beiden Polschuhe des Magnetjochs ist dabei unerwünscht groß. Damit ist diese Prüfvorrichtung bezgl. Schallanregung und Schallempfang in ihrer Effizienz stark abhängig vom zu prüfenden Material, z.B. wurden bei nichtmagnetischen Komponenten bisher keine befriedigenden Ergebnisse erzielt. Aber gerade bei nichtmagnetischen Schweißnähten und Mischnähten ist aufgrund der zu durchschallenden Stengelkristalle die Anwendung horizontal polarisierter Wellen, die praktisch nur elektrodynamisch erzeugbar sind, besonders geeignet.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Prüfvorrichtung zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung anzugeben, die ein effizientes Erzeugen und Empfangen von Ultraschallwellen gewährleistet und dabei kostengünstig herzustellen ist. Außerdem soll ein Verfahren zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung angegeben werden, das ein effizientes Erzeugen und Empfangen von Ultraschallwellen gewährleistet.
Die erstgenannte Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine Prüfvorrichtung zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung mit elektrodynamisch erzeugten Ultraschallwellen, wobei eine Hochfrequenz-Spule mit einer zur Oberfläche des Werkstückes senkrechten Stirnfläche zwischen wenigstens zwei Magneten angeordnet ist.
Die zweitgenannte Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch ein Verfahren zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung mit elektrodynamisch erzeugten Ultraschallwellen, wobei eine Hochfrequenz-Spule mit einer zur Oberfläche des Werkstückes senkrechten Stirnfläche zwischen wenigstens zwei Magneten an das Werkstück angekoppelt wird.
Mit dieser Prüfvorrichtung ist ein effizientes Anregen und Empfangen von elektrodynamisch erzeugten Ultraschallwellen sowohl bei ferromagnetischen als auch bei nichtmagnetischen Werkstücken gewährleistet. Die Hochfrequenz-Spule wird über eine dünne Schutzschicht unmittelbar an das zu prüfende Werkstück angekoppelt. Dadurch, daß die Hochfrequenz-Spule zwischen den Magneten angeordnet ist, ergibt sich eine einfache Möglichkeit der Herstellung und Montage der Prüfvorrichtung im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten Prüfvorrichtungen. Die Magnete und die Hochfrequenz-Spule können somit nebeneinander angeordnet werden, wo hingegen bei den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen eine komplizierte Anordnung der Komponenten übereinander erfolgt. Dadurch werden zusätzlich die Kosten für die Herstellung dieser Vorrichtung erheblich verringert.
Vorzugsweise sind die Koppelflächen der Magnete und der Hochfrequenz-Spule im wesentlichen in einer Ebene angeordnet.
In einer weiteren Ausgestaltung ist ein Spulenkern in der Längsachse der Hochfrequenz-Spule angeordnet. Dieser Spulenkern besteht insbesondere aus einem weichmagnetischen Material. Ein weichmagnetisches Material ist ein leichtmagnetisier- und entmagnetisierbares Ferromagnetika. Bei entsprechender Materialauswahl, beispielsweise für den geeigneten Frequenzbereich der Ultraschallwellen, wird durch die Permeabilität des Spulenkernes eine nennenswerte Signalverstärkung der zu empfangenden transversalen Ultraschallwellen erreicht.
Vorzugsweise ist der Spulenkern als Zylinder oder Quader ausgeführt. Mit diesen beiden Ausgestaltungen des Spulenkerns läßt sich eine einfache Ausführungsform der Prüfvorrichtung realisieren.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die Wicklung der Hochfrequenz-Spule dicht auf dem Spulenkern angeordnet. Dadurch daß die Wicklung der Hochfrequenz-Spule definiert auf dem Spulenkern gewickelt werden kann, im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten Prüfvorrichtungen, wo beispielsweise die Hochfrequenz-Spule mäanderförmig unterhalb der Permanentmagneten angeordnet ist, ergeben sich definierte Spulendaten.
Somit wird die Reproduzierbarkeit der Eigenschaften der Prüfvorrichtung wesentlich verbessert. Die Rückwirkung des Materials des Werkstückes auf die elektrischen Eigenschaften der Prüfvorrichtung werden minimiert. Üblicherweise wird die Hochfrequenz-Spule mit einem Kondensator zu einem Schwingkreis, dessen Resonanzfrequenz in Nähe der Prüffrequenz liegt, ergänzt. Dies bewirkt, daß die resultierende Schaltungsimpedanz in etwa auf den Ohmschen Anteil reduziert und damit die Signalanregung verbessert wird. Bei dieser Ausführung der Hochfrequenz-Spule ist die Schwingkreisabstimmung sehr stabil, wobei die Resonanzfrequenz und auch die Dämpfung durch das Werkstück nur minimal beeinflußt werden.
Insbesondere können die Magnete Permanentmagnete oder Elektromagnete sein.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Ausführungsbeispiele der Zeichnung verwiesen, in deren FIG 1 und 2 Ausführungsbeispiele der Erfindung in verschiedener Ansicht schematisch dargestellt sind.
In der Seitenansicht gemäß FIG 1 umfaßt eine Prüfvorrichtung 2 für eine zerstörungsfreie Werkstoffprüfung zwei Permanentmagnete 6 und 8 und eine Hochfrequenz-Spule 10. Die Hochfrequenz-Spule 10 ist dabei mit ihrer Längsachse 12 parallel zu einer Oberfläche 14 eines Werkstückes 4 zwischen den Permanentmagneten 6 und 8 an das Werkstück 4 angekoppelt. Die Koppelflächen 50, 52, 54 der Permanentmagnete 6, 8 und der Hochfrequenz-Spule 10 sind dabei in einer Ebene angeordnet. Die Längsachse 12 ist senkrecht zur Zeichenebene ausgerichtet, so daß eine Stirnfläche 58 (und damit auch eine Querschnittsfläche) der Hochfrequenz-Spule 10 in der Zeichenebene und senkrecht zur Oberfläche 14 des Werkstücks 4 liegt.
Durch diese Prüfvorrichtung 2 ist ein effizientes Anregen und Empfangen von elektrodynamisch erzeugten transversalen Ultraschallwellen 22, 24 gewährleistet. Die Ultraschallwellen 22, 24 breiten sich unter dem Einschallwinkel 25 im Werkstück 4 aus und sind sowohl für die Untersuchung von ferromagnetischen als auch von nichtmagnetischen Werkstücken 4 geeignet.
Die Hochfrequenz-Spule 10 wird über eine nicht weiter dargestellte dünne Schutzschicht mittelbar an das zu prüfende Werkstück 4 angekoppelt. Dadurch, daß die Hochfrequenz-Spule 10 zwischen den beiden Permanentmagneten 6,8 angeordnet ist, ergibt sich eine einfache Möglichkeit der Herstellung und Montage der Prüfvorrichtung 2.
Über die Leitungen 16, 18 wird die Hochfrequenz-Spule 10 mit einem hochfrequenten elektrischen Wechselstrom versorgt.
In der Längsachse 12 der Hochfrequenz-Spule 10 ist ein Spulenkern 20 aus einem weichmagnetischen Material angeordnet. Bei entsprechender Auswahl des Materials, beispielsweise für den geeigneten Frequenzbereich der transversalen Ultraschallwellen 22,24, wird durch die Permeabilität des Spulenkernes 20 eine nennenswerte Signalverstärkung der zu empfangenden Ultraschallwellen 22,24 erreicht. Der Spulenkern 20 hat dabei die Form eines Quaders. Als Spulenkern 20 kann aber auch ein Zylinder verwendet werden.
Dabei wird die Wicklung der Hochfrequenz-Spule 10 dicht auf dem Spulenkern 20 angeordnet. Somit wird die Reproduzierbarkeit der charakteristischen Eigenschaften der Prüfvorrichtung 2 wesentlich verbessert.
Die Auslenkung der Teilchen im Werkstück 4 erfolgt bei den transversalen Ultraschallwellen 22, 24 senkrecht zur Ausbreitungsrichtung und wird durch den Pfeil 26 beschrieben. Die von der Prüfvorrichtung 2 erzeugte Ultraschallwelle 22 wird bei dem dargestellten Impulsechoverfahren an einer Inhomogenität 28 reflektiert. Die reflektierte Ultraschallwelle 24 wird von der zwischenzeitlich vom Ultraschall-Erzeuger zum Ultraschall-Empfänger umgeschalteten Prüfvorrichtung 2 empfangen.
In einer nicht weiter dargestellten Ausführungsform kann die Hochfrequenz-Spule parallel zur Oberfläche 14 um 90° gedreht werden, so daß die Permanentmagnete 6, 8 an den Stirnflächen 58, 60 der Hochfrequenz-Spule 10 angeordnet sind. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß die Ausbreitungsrichtung der Ultraschallwellen 22 senkrecht zur Oberfläche 14 ist, d.h. unter dem Einschallwinkel 25 von 90°.
Die Permanentmagnete 6,8 haben eine Orientierung senkrecht zur Oberfläche 14 des Werkstückes 4. Diese können auch als Elektromagnete ausgeführt sein.
FIG 2 zeigt eine weitere Prüfvorrichtung 2 in einer Draufsicht. Im Gegensatz zu FIG 1 sind hier mehrere Permanentmagnete 6,8,30-40 vorgesehen.
Dabei sind die Permanentmagnete 6,30,34,38 und 8,32,36,40 jeweils auf einer Achse senkrecht zu der Längsachse 12 der Hochfrequenz-Spule 10 an der Stirnfläche 58 bzw. 60 hintereinander angeordnet. Die Orientierung der Permanentmagnete 6,8,30-40 ist dabei antiparallel zueinander ausgerichtet. D.h. mit anderen Worten, daß ein magnetischer Südpol einen benachbarten Nordpol hat und umgekehrt.
In einer nicht weiter dargestellten Ausführungsform sind die Orientierungen der Permanentmagnete 6,8,30-40 parallel zueinander ausgerichtet. D.h. mit anderen Worten, daß beispielsweise ein Südpol einen Südpol zum Nachbarn hat.
Mehrere dieser in den FIG 1 und 2 dargestellten Prüfvorrichtungen 2 können in geeigneter Weise zu einem Prüfkopf zusammengesetzt werden. D.h. daß mehrere dieser Prüfvorrichtungen 2 hinter oder nebeneinander angeordnet werden können. Dabei können einzelne Prüfvorrichtungen 2 des Prüfkopfes in geeigneter Weise angesteuert werden um ein vorgegebenes Ultraschallwellenprofil zu erhalten.

Claims (12)

  1. Prüfvorrichtung (2) zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung mit elektrodynamisch erzeugten Ultraschallwellen (22, 24), wobei eine Hochfrequenz-Spule (10) mit einer zur Oberfläche (14) des Werkstückes (4) senkrechten Stirnfläche (58) zwischen wenigstens zwei Magneten (6, 8; 30-40) angeordnet ist.
  2. Prüfvorrichtung (2) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Koppelflächen (50, 52, 54) der Magnete (6, 8; 30-40) und der Hochfrequenz-Spule (10) im wesentlichen in einer Ebene angeordnet sind, wobei die Orientierungen der Magnete (6, 8; 30-40) senkrecht zur Oberfläche (14) sind.
  3. Prüfvorrichtung (2) nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß ein Spulenkern (20) in der Längsachse (12) der Hochfrequenz-Spule (10) angeordnet ist.
  4. Prüfvorrichtung (2) nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenkern (20) aus einem weichmagnetischen Material besteht.
  5. Prüfvorrichtung (2) nach Anspruch 3 oder 4,
    gekennzeichnet durch einen Zylinder als Spulenkern (20).
  6. Prüfvorrichtung (2) nach Anspruch 3 oder 4,
    gekennzeichnet durch einen Quader als Spulenkern (20).
  7. Prüfvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 3 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung der Hochfrequenz-Spule (10) dicht auf dem Spulenkern (20) angeordnet ist.
  8. Prüfvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete (6, 8) an den Stirnflächen (58, 60) der Hochfrequenz-Spule (10) angeordnet sind.
  9. Prüfvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete (6, 8; 30-40) parallel zu den Stirnflächen (58, 60) hintereinander mit abwechselnder Orientierung angeordnet sind.
  10. Prüfvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Permanentmagnete als Magnete (6, 8; 30-40).
  11. Prüfvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
    gekennzeichnet durch Elektromagnete als Magnete (6, 8; 30-40).
  12. Verfahren zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung mit elektrodynamisch erzeugten Ultraschallwellen (22, 24), wobei eine Hochfrequenz-Spule (10) mit einer zur Oberfläche (14) des Werkstückes (4) senkrechten Stirnfläche (58) zwischen wenigstens zwei Magneten (6, 8; 30-40) an das Werkstück (4) angekoppelt wird.
EP97111047A 1996-07-11 1997-07-02 Prüfvorrichting und Verfahren zur zerstörungsfreien Werkstoff-prüfung Withdrawn EP0818678A2 (de)

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DE19628028A DE19628028A1 (de) 1996-07-11 1996-07-11 Prüfvorrichtung und Verfahren zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung
DE19628028 1996-07-11

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EP0818678A2 true EP0818678A2 (de) 1998-01-14

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EP97111047A Withdrawn EP0818678A2 (de) 1996-07-11 1997-07-02 Prüfvorrichting und Verfahren zur zerstörungsfreien Werkstoff-prüfung

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US (1) US5987993A (de)
EP (1) EP0818678A2 (de)
DE (1) DE19628028A1 (de)

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